Типовые структуры иис.
Структуры ИИС. Основные элементы:
- датчики;
- устройство, формирующее значение образцовых мер;
- устройство сравнения;
- устройство выдачи результата измерения.
Условные обозначения элементов иис.
Виды сигналы в иис. Периодические и импульсные сигналы. Энергия сигналов. Детерминированные и случайные сигналы.
Сигналы ИИС. По своей природе информация – величина вероятностная. Сигнал – материальный носитель информации. Параметры сигнала, которые несут информацию по некоторой договоренности, называются информативными. По характеру поведения этих параметров можно разделить сигналы на:
- импульсные – сигнал равен нулевому значению за исключением определенных промежутков времени;
- периодические удовлетворяют следующему условию, где k – целое число. Применяются в качестве несущих сигналов при модулировании их полезной информацией;
- случайные появляются в тех объектах измерения, о которых у нас имеются только неполные сведения. Запись случайного процесса называется реализацией этого процесса.
Детерминированным называется сигнал, который точно определен в любой момент времени (например, задан в аналитическом виде).
Понятие эргодичности случайного сигнала. Величины, характеризующие случайный сигнал.
Эргодический процесс – процесс, усреднение которого по ансамблям совпадает с усреднением по времени. Помимо стандартных характеристик случайных величин рассматривают также корреляционную функцию, указывающую на статистическую связь между двумя сигналами
Спектральный анализ сигналов. Свойства преобразований Фурье. Качественное различие спектров периодических сигналов и одиночных импульсов.
Свойства преобразований Фурье:
- свойство суперпозиции:
будет
иметь спектр
;
- свойство перемены знака: x(-t) отобразится в X(-w);
- свойство изменения масштаба x(t/a) в X(aw);
- свойство задержки сигнала: x(t-a) в X(w)e^-iwa;
- свойство модуляции:
в
;
- свойство дифференцируемости спектра:
в
;
- свойство дифференцируемости сигнала:
в
;
- свойство коррелируемости:
;
- свойство умножения:
;
- равенство Парсеваля:
Примеры спектров. Спектр случайного сигнала. Понятие о «белом шуме». Спектр периодического сигнала, испорченного случайным шумом.
Частотное распределение дельта-функции стремится к прямой линии при Т->0. Такой спектр (не зависящий от частоты) называют белым шумом (X(w)=const). У реальных сигналов чем уже импульс, тем ближе он к дельта-функции, а его спектр ближе к спектру белого шума. Любой периодический или детерминированный сигнал при неконтролируемых изменениях его параметров может стать случайным.
Понятие о корреляционном анализе. Корреляционные и взаимно-корреляционные функции периодических и импульсных сигналов.
Если есть 2 случайных сигнала Х и Y, то корреляционная функция показывает связь между двумя случайными сигналами.
Корреляционные ИИС предназначены для определения корреляционной функции. Примеры применения:
- измерение величин, испорченными помехами;
- измерение скорости потока жидкости и газа.